Lenguajes de programación COBOL y PL/I, historia y - Di

Lenguajes de programación COBOL y PL/I, historia y
características principales
Rolando Lázcares Valenciano
Universidad de Costa Rica,
Escuela de Ciencias de la Computación e Informática,
San José, Costa Rica
[email protected]
Álvaro Molina García
Universidad de Costa Rica,
Escuela de Ciencias de la Computación e Informática,
San José, Costa Rica
[email protected]
Resumen
La historia del lenguaje de programación PL/I data desde 1960 cuando un comité liderado por IBM empezó a
desarrollar el proyecto. El lenguaje tuvo muchos aspectos innovadores en cuanto a la programación de la época,
pero a pesar de esto tuvo muchos problemas de implementación y de aceptación con los clientes y los
programadores. Por otra parte el lenguaje de programación COBOL consta de su propia historia la cual toma lugar
desde 1959 y nace como herramienta clave para el manejo estructurado de datos en cuanto a gestión de negocios se
trata. Como bien se sabe, todo bien tiene su contraparte y los mismos beneficios de COBOL se convierten en sus
defectos, ya que su enfoque específico y su poca flexibilidad le encapsulan y no le permiten abrirse a otras áreas.
1 Introducción
El lenguaje de programación PL/I, nació entre las décadas de los 60 y 70, y vino a funcionar dos grandes grupos que
había en la época en programación. A pesar de esto el lenguaje no fue muy bien recibido en el mercado porque
debido a errores de diseño, tuvo muchos problemas de implementación, y no fue del agrado de los clientes y
programadores.
Mientras se desarrollaba PL/I también en la década de los 60 se comenzó un proyecto de un lenguaje de
programación el cual funcionaría en toda plataforma y todo tipo de máquina, este proyecto fue llamado COBOL y
se creó con el fin de manejar toda gestión de negocios posible, independientemente de la empresa y negocio
asociado del que se tratara.
Ambos lenguajes cuentan con diversos temas cruciales para un mayor entendimiento acerca de estos, a continuación
dichos temas serán tratados individualmente y por aparte para cada lenguaje.
2 Historia Lenguaje PL/I
El lenguaje de programación PL/I (programming languange I), fue creado alrededor de las décadas de los 60 y 70,
por IBM. Nació como parte del desarrollo de la arquitectura system 360, fabricada por IBM en aquel tiempo [1].
Su desarrollo fue llevado a cabo en los laboratorios hursley, ubicados en el reino unido y propiedad de IBM, y su
diseño iba orientado a satisfacer las necesidades existentes en las aplicaciones científicas y comerciales [2].
Esta necesidad, era producida debido a que los lenguajes de programación antecesores a este, como por ejemplo
Cobol y Fortran, podían resolver problemas de carácter científico o comercial, pero era necesario realizar
aplicaciones que pudieran resolver tanto los problemas de carácter científico, como los referentes al negocio, y dado
esto se procedió a realizar este lenguaje [2].
Originalmente, el lenguaje tuvo el nombre de NPL (new programmin language), pero en el reino unido ese nombre
ya estaba tomado por el national phisical laboratory, por lo que tuvieron que buscar en nuevo nombre, y antes de
llegar al definitivo, nombres como MPL y MPPL se tuvieron a consideración [2].
Dentro del equipo de trabajo de la elaboración del lenguaje, se encontraban un comité de programadores de la
empresa IBM, y un grupo de usuarios, necesitados del software, de todo los estados unidos. El proyecto se trabajó
durante meses [2].
Otro tema importante a tratar es el lenguaje en sí y será analizado en el siguiente tema.
3 Lenguaje PL/I
PL/I es un lenguaje estructurado por capas de tercera generación, donde la capa externa corresponde a la parte del
código y datos, y posee distintas capas que corresponden a procedimientos que son ejecutados como subrutinas o
como funciones, y otras capas iniciales, que poseen llamados a funciones in-line [4].
Como dato importante de este lenguaje, podemos mencionar que carece de palabras reservadas. Posee una serie de
palabras reservadas pero que son reconocidas únicamente por contexto, de otra manera el programador puede
utilizarlas libremente, ya que el compilador puede notar la diferencia según el contexto en el que se utilicen estas
palabras [5].
Otro punto importante que es bien implementado por este lenguaje, es el control adecuado de y completo sobre las
variables que se declaren en un programa específico. El lenguaje permite que al declarar una variable, se pueda
especificar el tamaño de esta en cuanto a longitud e inclusive en cuanto a la cantidad de bits que gastará de espacio
en memoria, y permite hacer revisiones para garantizar que estos parámetros de espacio definidos no sean violados.
PL/I posee una gran diversidad en tipos de variables, cuyas palabras reservadas, que anteriormente definimos que se
emplean según el contexto, están denotadas en inglés, entre ellos podemos mencionar los tipos aritméticos: FIXED,
FLOAT, REAL o COMPLEX. Entre otros tipos de variables, se encuentran POINTER, OFFSET, GRAPHIC,
PICTURE, LABEL, ENTRY, CHARACTER, BIT, AREA, EVENT, FILE, entre otras más [4].
Como otro de los aspectos principales de este lenguaje, podemos mencionar que incluye muchos complementos a la
programación por defecto. Esto se ha desarrollado con el objetivo de aligerar la carga que posee el programador. De
esta manera, el programador solo tendrá que proveer la información mínima, y el compilador podrá ser capaz de
incluir el resto por defecto [4].
También posee un gran número de almacenamiento de atributos. Los valores por defecto son almacenados de
manera automática, al inicio de una capa, con su respectiva inicialización y las variables son liberadas al terminar la
capa. Las variables estáticas son almacenadas durante toda la vida útil del programa, y otro tipo de almacenamiento,
como el controlado debe de estar especificado en el programa, al igual que una pila. El almacenamiento externo se
comporta casi que igual al estático, con la diferencia que puede ser referenciado por programas externos.
Otro dato importante es que las funciones de entrada y salida (E/S) en PL/I vienen definidas dentro del lenguaje, y
no son funciones que sirven de complemento al lenguaje a través de bibliotecas. El lenguaje permite que los
archivos puedan ser procesados como cadenas de bits o como registros individuales, con longitud variable o fija.
También, estos archivos pueden ser accesados de manera secuencial o aleatoria [4].
Entre otro de los aspectos que incluye el lenguaje se encuentra el detallado manejo de excepciones, que pueden
ocurrir de 3 formas: asíncronos mediante errores de E/S, de hardware por problemas como el desbordamiento o
generadas por el programa. Para cada tipo, se pueden declarar manejadores que pueden ser almacenados en una pila
y sacarlos de la pila, y algunas de estos pueden estar habilitados o deshabilitados por el programa según el nivel de
la capa [4].
Además para especificar mejor este lenguaje se describirán a continuación las diferentes características principales.
4 Características Principales de PL/I
A continuación se presentarán una serie de aspectos que consideramos son los más relevantes que posee el lenguaje
PL/I.
1. El compilador hace uso de palabras reservadas analizándolas según el contexto, lo que brinda mayor
libertad al programador.
2. Presenta un alto porcentaje de modularidad, gracias a su estructura por capas.
3. Presenta cuatro distintas formas de almacenamiento: AUTOMATIC, STATIC, CONTROLLED, y BASED,
lo que le brinda mayores opciones al programador.
4. Entre sus definiciones, esta la utilización de estructuras de datos, tales como vectores, estructuras, vectores
de estructuras, etc.
5. La definición de los datos a utilizar en un programa es independiente al hardware de la máquina.
6. Funciones de entrada y salida forman una parte íntegra del lenguaje, y no a través de alguna biblioteca.
7. Pertenece al software libre, por lo que es gratuito.
8. Permite realizar aplicaciones que resuelvan todo tipo de problemas (científicos y comerciales) [3].
Para ver mejor de que se está hablando, se presentarán varios ejemplos.
5 Ejemplos de PL/I
A continuación se presentarán una serie de ejemplos de programas escritos en PL/I.
5.1 Hola Mundo.
Mundo: Procedure options(main);
Put List( 'Hola Mundo' );
End Mundo; [3]
5.2 Búsqueda de una hilera.
BUSCARHILERA: PROCEDURE OPTIONS(MAIN)
DECLARE PAT VARYING CHARACTER(100),
LINEBUF VARYING CHARACTER(100),
(LINENO, NDFILE, IX) FIXED BINARY;
NDFILE = 0; ON ENDFILE(SYSIN) NDFILE=1;
GET EDIT(PAT) (A);
LINENO = 1;
DO WHILE (NDFILE=0);
GET EDIT(LINEBUF) (A);
IF LENGTH(LINEBUF) > 0 THEN DO;
IX = INDEX(LINEBUF, PAT);
IF IX > 0 THEN DO;
PUT SKIP EDIT (LINENO,LINEBUF)(F(2),A)
END;
END;
LINENO = LINENO + 1;
END;
END BUSCARHILERA; [2]
Cada lenguaje tiene sus defectos y así se verá en la siguiente sección para este lenguaje.
6 Problemas asociados a PL/I
A pesar de que el resultado final obtenido una vez concluido el proyecto de la construcción de este lenguaje resultó
en un lenguaje fácil de aprender y de utilizar, no tuvo los resultados comerciales esperados.
Una de las razones por la que tuvo malos resultados comercialmente, fuel por el alto costo en tiempo y la alta
dificultad al desarrollar compiladores eficientes para el lenguaje. Esto surge como causa de la organización a la hora
de desarrollar el software, en cuanto a realizarlo de tal manera que cumpliera los requisitos de construir aplicaciones
científicas y comerciales, y de dejarle el desarrollo del producto a un comité, organizado por clientes y
programadores. Otro de los aspectos que hizo difícil la implementación de compiladores, que otros lenguajes de alto
nivel como Cobol si implementaban, fue la falta de niveles pequeños o subniveles, y esto ocasionaba la aplicación
de cada elemento del lenguaje para la correcta satisfacción de las normas definidas.
Otro problema que tenía el PL/I fue el de las palabras reservadas. Recordemos que a este lenguaje no se le
establecieron palabras reservadas, sino que se obtenían según el contexto, y esto añadía mucha dificultad a la hora
de analizar el código y determinar de cuando se refería a un nombre de variable y cuando a algún tipo
predeterminado [4].
También se hizo presente un problema de política. Al ser el lenguaje implementado por IBM, los competidores no
les atraían mucho la idea de invertir en un lenguaje diseñado por IBM, en especial porque la inversión debía de
incluir los gastos de recuperación de información, proveído por un comité de lenguajes de IBM.
Todos estos problemas surgieron debido a la falta de importancia que se le dio al organizar el desarrollo del
lenguaje. La complejidad de diseñar un compilador no fue un tema que se consideró al inicio del proyecto. La
ambición de los diseñadores, de querer realizar un lenguaje que cumpliera con las necesidades de todos sus clientes.
Además la falta de palabras reservadas contrajo una serie de problemas que dificultó el análisis del código [4].
A la vista de los programadores, el lenguaje no presentaba las suficientes comodidades como para hacer el cambio
de cobol o fortran hacia este lenguaje. La falta de versiones eficientes de compiladores, su complejidad en cuanto a
la programación multihilo, le ponía trabajo extra al sistema operativo. También, los programadores de esa época
estaban fuertemente divididos en dos grupos, los científicos informáticos y los programadores de negocios, que
utilizaban Fortran y Cobol respectivamente. Pl/I había sido diseñado especialmente para hacer la gran unión entre
estos dos grupos, y por ello tenía entre su sintaxis, fragmentos de las sintaxis de ambos lenguajes. Sin embargo, una
gran rivalidad separaba a estos dos grupos, que en cuanto vieron a este nuevo lenguaje con extractos de sus rivales,
adoptaron una actitud de rechazo ante este nuevo lenguaje [4].
Todos estos problemas, hicieron de PL/I un lenguaje con poco éxito comercial, al no contar con el apoyo ni de los
programadores de la época ni de las empresas. A pesar de todo esto, se dice que sin la producción de este lenguaje,
el equipo del US Project Apollo no hubiera podido lograr que un hombre llegara a la luna.
A continuación se analizará el siguiente lenguaje de programación en mención.
7 Historia de COBOL
Para explicar de la mejor manera como COBOL (COmmon Business Oriented Language) por sus siglas en inglés,
dio inicio en el mundo de la informática es necesario regresar al pasado y profundizar el contexto en el cual fue
desarrollado, esto data de aproximadamente un poco mas de 35 años. Cada computadora traía su propio sistema
operativo y además su propia programación.
En mayo de 1959, en Estados Unidos, se creó una comisión denominada CODASYL (Conference On Data Systems
Languages) por sus siglas en inglés, estaba integrada por una serie de representantes de todo tipo: fabricantes de
computadoras, empresas privadas y representantes del gobierno, su propósito fue el deseo de desarrollar un lenguaje
que fuera aceptado por toda marca de computadora. Así se creó COBOL, un lenguaje completamente orientado a
negocios y el cual en su primera versión fue llamado COBOL-60 por su año de lanzamiento.
Luego conforme fueron pasando los años y el manejo de COBOL era mucho más regular, surgieron
recomendaciones tanto de usuarios normales como de expertos en la materia, dando lugar a varias revisiones en
distintos años: 1961, 1963, 1965. Todas las anteriores dieron paso a la primera versión Standard la cual nació en
1968, a su vez esta fue revisada en 1974 y fue denominada COBOL ANSI o COBOL-74. La última versión
revisada es la de 1985 llamada COBOL-85. [8]
Como su nombre lo dice COBOL es un lenguaje orientado a gestión de negocios, y no es desconocido para nadie
que toda empresa, independientemente de la actividad a la cual se dediquen, tiene un sistema para gestionar su tipo
de negocio, por lo tanto COBOL pretende brindar mayores facilidades para la creación de programas que le
permitan a dichas empresas gestionar específicamente su negocio.
Seguidamente se hablará del lenguaje COBOL.
8 Lenguaje COBOL
COBOL es un lenguaje compilado de primer nivel. Este consta de un código fuente legible y el cual se basa en una
serie de reglas. Al igual que los diversos lenguajes de su generación puede ser escrito en cualquier editor de texto.
Genera un código objeto (ya compilado) el cual esta listo para ser ejecutado.
8.1 Estructura del lenguaje
Este lenguaje consta de cuatro partes:
8.1.1 La División de Identificación
La División de Identificación tiene la siguiente estructura:
IDENTIFICATION DIVISION
PROGRAM-ID. NombreDelPrograma.
[AUTHOR. NombreDelAutor.]
Otras entradas
La primera línea representa la cabecera de la división y aquí es donde comienza el programa. Luego viene el nombre
del programa el cual es definido por el programador, también se especifica el nombre del autor y otras entradas de
las cuales muchas son simplemente información para el programador (comentarios).
8.1.2 La División del Entorno
Esta sección especifica las características físicas del ambiente en el que correrá el programa. Muestra la información
de la computadora en la cual se generó el programa y en la cual se va a correr. Además es la encargada de relacionar
los dispositivos de entrada y salida del programa con su respectivo hardware.
Todo esto se realiza con el fin de facilitar la modificación del programa cuando este se pretende ejecutar en otra
máquina, o cuando se ejecuta con varios dispositivos periféricos.
Existen varios detalles más que deben ser especificados aquí, como las secuencias de comparación, el símbolo de
moneda, o el símbolo de la coma decimal.
8.1.3 La División de Datos
Contiene los nombres de los datos que serán procesados por el programa COBOL. Este puede constar de varias
secciones, las dos principales son la de Archivos, en la cual se describen los datos que se envían o reciben de los
periféricos de la máquina, y la de Trabajo/Almacenamiento en la cual se describen las variables del programa. Se
pueden especificar otras secciones, como la de Linkado, utilizada para subprogramas, y la de Informes, para
programas generadores de informes.
8.1.4 La División de Procedimientos
Esta es jerárquica y consta de los procedimientos, secciones, párrafos, declaraciones, sentencias e instrucciones
necesarias para ejecutar el procesamiento de una función y a su vez procesar los datos inherentes a esta. Aquí es
donde el programador genera sus algoritmos de manejo de datos. [9]
8.2 Características Generales de COBOL
COBOL es un lenguaje independiente de la plataforma donde se ejecute, además puede comunicarse con cualquier
base de datos que exista, se adapta a la tecnología cliente-servidor, a la tecnología de eventos e inclusive puede estar
en la web.
Posee un elevado grado de precisión y velocidad de cálculo numérico, con la capacidad de manejar hasta 30
posiciones decimales. [6]
Se emplea en aplicaciones comerciales y para el manejo de grandes cantidades de datos. Como dato histórico es el
lenguaje mas utilizado en toda la historia para este propósito.
COBOL cuenta con aproximadamente 300 palabras reservadas.
COBOL tiene características principales únicas las cuales serán analizadas a continuación.
9 Características principales de COBOL
A continuación se presentarán una serie de características principales del lenguaje COBOL:
1.
Es un lenguaje auto-documentado: se suponía en un inicio que COBOL sería un lenguaje accesible para
agentes no programadores, o sea se hablaba de que estos pudieran revisar el código sin tener conocimientos
de programación, la idea a pesar de que no fue completamente efectiva, hizo que cobol se convirtiera en el
lenguaje auto-documentado más fácil de entender.
2.
Es un lenguaje simple con una funcionalidad limitada: no tiene punteros ni funciones ni tipos definidos por
el usuario.
3.
Es portable: su estándar no pertenece a ninguna marca concreta y puede ser llevado a todo tipo de máquinas
por ejemplo Windows, UNIX, OS/2 entre otros.
4.
Es mantenible: como se ha dicho ya, COBOL tiene una gran facilidad de interpretación y una gran
legibilidad y además tiene una rígida estructura jerárquica y por medio de todo esto su mantenimiento se
facilita muchísimo. Como ejemplo se podría ver que en el año 2000 con el problema Y2K muchas
aplicaciones COBOL se vieron afectadas y de igual manera su reparación fue mucho más fácil y barato en
comparación con otros lenguajes.
Seguidamente se ejemplificará lo hablado anteriormente acerca de COBOL.
10 Ejemplos COBOL
10.1 Multiplicación de dos números
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. Secuenciacion.
AUTHOR. Carlos S Melon Fdez.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 Num1 PIC 9 VALUE ZEROS.
01 Num2 PIC 9 VALUE ZEROS.
01 Resultado PIC 99 VALUE ZEROS.
PROCEDURE DIVISION.
CalculaResultado.
ACCEPT Num1.
ACCEPT Num2.
MULTIPLY Num1 BY Num2 GIVING Resultado.
DISPLAY “El resultado es = ”, Resultado.
STOP RUN.
10.2 Programa que maneja condiciones
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. Iteration-If.
AUTHOR. Michael Coughlan.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 Num1
PIC 9
01 Num2
PIC 9
01 Result
PIC 99
01 Operator
PIC X
VALUE
VALUE
VALUE
VALUE
ZEROS.
ZEROS.
ZEROS.
SPACE.
PROCEDURE DIVISION.
Calculator.
PERFORM 3 TIMES
DISPLAY "Enter First Number
ACCEPT Num1
: " WITH NO ADVANCING
DISPLAY "Enter Second Number
: " WITH NO ADVANCING
ACCEPT Num2
DISPLAY "Enter operator (+ or *) : " WITH NO ADVANCING
ACCEPT Operator
IF Operator = "+" THEN
ADD Num1, Num2 GIVING Result
END-IF
IF Operator = "*" THEN
MULTIPLY Num1 BY Num2 GIVING Result
END-IF
DISPLAY "Result is = ", Result
END-PERFORM.
STOP RUN. [10]
COBOL tiene sus propias limitaciones, estas se verán en la siguiente sección.
11 Problemas asociados a COBOL
En contraste con otros lenguajes de programación, Cobol no fue concebido para cálculos complejos matemáticos o
científicos, de hecho solo dispone de comandos para realizar los cálculos más elementales.
Es un lenguaje muy antiguo y consecuentemente sus peculiaridades extra pueden llegar a ser muy irritantes para
programadores acostumbrados a otros lenguajes. [9]
Las versiones modernas de COBOL han introducido una serie de mejoras para generar programas bien
estructurados, sin embargo esto se ve afectado pues COBOL cuenta con una serie de elementos los cuales al ser
utilizados dificultan e incluso imposibilitan la creación de un programa bien estructurado.
Entre las quejas más comunes de los usuarios de COBOL están:
•
•
•
Falta de funcionalidad
Poca Flexibilidad
Solamente un enfoque al cual tratar (Gestión de negocios )
12 Conclusiones
Se puede mencionar que el lenguaje PL/I implementa muchas características que demostraron gran avance en la
programación en la década de los 70. Logró dar el paso para formar un lenguaje de alto nivel más íntegro, que
pudiera cumplir con las necesidades de una gran variedad de clientes.
PL/I introdujo términos de programación que eran nuevos en la época, y que impulsaron a lo que podemos
considerar como un nuevo modelo de programación, mediante la implementación de estructuras de datos, multihilo,
punteros y muchas otros aspectos más que lenguajes como C y C++ emplearon.
A pesar de todos estos aspectos innovadores que incluía el lenguaje, no contó con el apoyo necesario para poder
comercializarse de la manera esperada. En especial por el poco agrado de los programadores respecto al producto y
el poco apoyo de las empresas compradoras.
Se puede concluir PL/I abrió la puerta a nuevos e innovadores lenguajes de programación, y que sirvió como
conejillo de indias ante el miedo al cambio, y ante los errores que este nuevo modelo podía ocasionar. Sirvió a otros
lenguajes para poder implementar estas ideas nuevas en la programación pero de una manera más atractiva para
programadores y clientes.
COBOL es un lenguaje de primer nivel cuya aplicación está directamente asociada con la gestión de negocios y todo
lo relacionado a esto.
El lenguaje COBOL es capaz de manejar grandes cantidades de datos y manipularlos para obtener excelentes
resultados.
Siendo COBOL un lenguaje tan antiguo y el cual todavía se utiliza en grandes empresas, da mucho de que hablar
pues su funcionalidad específica a pesar de ser anticuada es efectiva y genera los resultados deseados por quienes lo
utilizan.
Lastimosamente COBOL al solo tener un enfoque no cuenta con capacidades más allá de este, dejando poco espacio
para su utilización en otros tipos de problemas.
Referencias
[1] http://sunblade.iespana.es/Informatica/Lenguajes/Informatica-Lenguajes.html
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/PL/I
[3] http://www.engin.umd.umich.edu/CIS/course.des/cis400/pl1/pl1.html
[4] http://home.nycap.rr.com/pflass/pli.htm
[5] Sprowls, R. Clay.” Introduccion a la programacion en lenguaje PL/I”. Harper and Row. New York, N.Y, Estados
Unidos. 1971.
[6] McCracken, Daniel D. “COBOL programación estructurada”. Primera edición. Limusa. México, 1984.
[7] Newcomer, Lawrence R. “PROGRAMACION (COMPUTADORAS ELECTRONICAS) COBOL”. Primera
edición. McGraw-Hill. México, 1986.
[8] http://www.escobol.com/modules.php?name=Sections&op=viewarticle&artid=39
[9] http://webs.enterate.com.ar/Web/Computacion/mrebollo/Progra3/Estructura_de_un_programa_COBOL.PDF
[10] http://www.csis.ul.ie/COBOL/examples/conditn/IterIf.htm